[发明专利]一种同步脱除烟气中的NOx和SO2的吸收剂和方法

说明书

本发明公开了一种同步脱除烟气中的NO_x和SO₂的吸收剂和方法，所述吸收剂为乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠溶解于高硬度水中。所述的高硬度水是指水中含有高浓度钙离子和镁离子，钙离子和镁离子的浓度均≥100mg/L。吸收剂从反应器内部设有的喷淋装置中喷出，与从反应器底部通入的烟气接触溶解，同步脱除NO_x和SO₂。本发明直接采用乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠，并不需要配置等摩尔的二价铁，能大幅度减少吸收剂成本，减少吸收剂堵塞填料的问题，且不存在络合剂失效的问题，可进一步减少成本。

技术领域

本发明属于工程技术领域，具体涉及一种同步脱除烟气中的NOx和SO₂的吸收剂和方法。

背景技术

氮氧化物是烟气中的主要成分，包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅, 主要为NO、NO₂的气体，其中NO占比90％以上。氮氧化物人为过度排放造成一系列环境问题，如光化学烟雾、雾霭、臭氧层空洞和酸雨等。氮氧化物脱除的技术主要分为两类，非生物法和生物法。非生物法包括选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)，选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction，SNCR)、吸附法、化学吸收法，此外电子束法、等离子法等方法处于实验研究阶段。非生物法有较好的脱氮效率，但仍存在投资和运行成本高，产生二次污染，催化剂环境污染等问题。生物法主要是生物滴滤塔、洗涤塔和生物过滤塔，利用微生物或藻类的生命活动，将NO_x转化无害的氮气。生物法处理虽然具有绿色环保等优点，但只适合低浓度的污染气体，并会产生剩余污泥，常期存在生物塔堵塞的问题，并受限于NO难溶于水，另外无法处理高浓度废气。

化学吸收法包括酸吸收法和碱吸收法，以及络合剂吸收法。酸吸收法和碱吸收法是指通过弱酸或弱碱来吸收氮氧化物的技术，酸吸收法和碱吸收法常见于酸厂或碱厂的尾气回收。络合吸收法是通过络合吸收剂来吸收氮氧化物。用于NO的吸收剂，主要为二价铁络合剂，可以概括为两类，第一类是含氨基羧酸类络合物，包括有乙二胺四乙酸亚铁(Fe(II)EDTA)，次氮基三乙酸亚铁 (Fe(II)NTA)、羟乙基乙二胺三乙酸亚铁(Fe(II)HEDTA)、二乙三胺五酸亚铁 (Fe(II)DTPA)、柠檬酸亚铁(Fe(II)Cit)。另外一种是含硫基(-SH)化合物，如半胱氨酸亚铁(Fe(Ⅱ)(CySH)2)、N-乙酰基半胱氨酸(N-AcCySH)、谷胱甘肽(GSH)。

最常用的络合剂是Fe(II)EDTA，是通过绿化亚铁(FeCl₂)或硫酸亚铁 (Fe(SO₄)₂)，与乙二胺四乙酸二钠(Na₂EDTA)1：1等摩尔配制而成。络合吸收剂虽然能快速高效吸收烟气，但是二价铁络合吸收剂极易被氧气氧化成三价铁络合物，失去络合作用，而且实际工业烟气中必然存在3-10％的氧气浓度，因此必然存在络合吸收剂失效问题。络合剂的失效，是直接导致烟气脱硝效率显著降低的原因，于此同时络合剂失效后，会形成三价铁沉淀，三价铁沉淀物会包裹填料和微生物，使得微生物接触烟气的效率大大降低，另外三价铁沉淀会加速堵塞填料，使得生物塔瘫痪停运。在这个背景下，大量的专利 (CN106984133B)和研究工作都致力于解决Fe(II)EDTA络合吸收剂的稳定活性和氧化失效问题。

发明内容

为解决现有烟气化学吸收法的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种利用高硬度水溶液化学吸收法去除氮氧化物的方法，以实现氮氧化物脱除。该方法通过简单的化学吸收剂将烟气中的NOx转移至液相去除，低成本、可持续且环境友好。

本发明目的通过以下技术方案实现：